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本文将表面合金化、表面复合同时与真空实型铸渗（V-EPC）工艺相结合，成功制备了碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料。该方法既克服了使用V-EPC铸渗法进行表面合金化或表面复合所带来的缺点（增强相硬度不高或基体不能有效支撑增强相导致制备材料的耐磨性都不能被显著提高），又弥补了利用其它铸渗工艺进行表面合金化和裂面复合所产生的不足（铸件表面质量差、尺寸精度低、出现气孔或夹杂等缺陷、不可生产复杂件）。系统研究了复合材料组织与性能的相互关系。结果表明：（1）复合材料中碳化钨颗粒的硬度随其体积分数的增加基本保持不变，而基体的硬度呈降低趋势，但是变化不明显（HV 524-667）；（2）随碳化钨体积分数的增大，耐冲蚀磨损性能先升高后降低，碳化钨体积分数为36％的复合材料具有较好的耐冲蚀磨损性能；（3）在同一载荷下，随碳化钨体积分数的增大，耐三体磨料磨损性能先升高后降低，碳化钨颗粒体积分数为27％的复合材料有较高的耐磨性，其耐磨性为高铬铸铁标样的5.12倍；（4）复合材料耐磨性的提高是碳化钨颗粒对基体的保护和基体对碳化钨颗粒的支撑共同作用的结果，其磨损为切削／犁沟和疲劳混合磨损模式。采用差热分析法对铸渗法制备的复合材料中碳化钨颗粒与基体间的界面形成进行模拟研究，结果表明该界面为反应、扩散型界面，其形成过程为：（1）母液进入预置体将高碳铬铁熔化，碳化钨颗粒被金属液包围：（2）存在显微裂纹的碳化钨颗粒由于温度的突变被分成许多小块甚至发生溃散；（3）碳化钨颗粒开始发生溶解，而在表面凸出处将优先被熔解；（4）当系统冷却时，溶解和熔解的碳化钨将被析出。结合热力学计算，系统研究了碳化钨在基体中的溶解过程及不同基体对碳化钨颗粒溶解的影响规律，为增强体和基体间的界面控制提供了理论指导。结果表明：碳化钨颗粒在HT300基体中的溶解开始温度为1281℃左右，以分解反应2WC=W2C+C进行，扩散和溶解相互促进。当温度降低时，碳化钨颗粒的溶解和扩散速度减小，处于过饱和状态的C和W原位生成WC和W2C共晶析出相。而剩余的溶于基体中的碳和钨以两种形式存在于组织中：（1）含W碳化物（Fe3W3C-Fe4W2C和Fe6W6C）；（2）直接溶于基体之中。同时得出：基体中的Cr可促进碳化钨颗粒的溶解，而C则相反。建立了V-EPC制备表面复合材料的动力学模型，并利用母液的传质和传热对复合层的形成过程进行了讨论，结果表明：复合层的形成是母液的传质和传热协调作用的结果，随碳化钨体积分数的减小，传热对铸渗的作用增大，传质的作用减小。而采取压制预制块法预置增强颗粒时母液的传热作用较涂覆预制块法大。